Околозвездное облако жизни

Первые органические вещества образовались не на поверхности Земли и не в ее атмосфере, а в околозвездном диске, который представлял собой каталитический реактор с кипящей твердой фазой. Автор этой гипотезы, кандидат физико-математических наук Валерий Николаевич Снытников использовал в своей работе современные данные астрофизики, исследований в области катализа и математическое моделирование.

Первичное органическое вещество планеты возникло из неорганических элементов, причем масса его, согласно законам природы, не могла превышать 10% от массы исходных компонентов. Подсчеты показывают, что для синтеза имеющихся 2,5 x 10¹⁸ г земных биополимеров необходима масса, превышающая массу Земли на 6 x 10²⁷ г.

Кроме того, на древней Земле не было необходимых количеств углерода, азота, водорода и кислорода, а также условий для эффективных реакций химического синтеза. Поэтому ученые перенесли поиски "колыбели жизни" с нашей планеты на ближайшее к ней пространство, а именно, на Солнечную систему.

Солнечная система начала формироваться 4,56 млрд. лет назад. Она представляла собой холодное молекулярное облако. Пыль, состоявшая из элементов тяжелее гелия, падала в центр облака и образовала ядро будущей протозвезды. Вокруг ядра сформировался и вращался газопылевой протопланетный диск.

Когда масса протозвезды достигла примерно 0,1 массы Солнца, в ее глубине зажглись термоядерные реакции, которые стали нагревать окружающее вещество. Масса молекулярного облака огромна, а пылинки, составляющие протопланетный диск, многослойны. Их внутреннее ядро размером около 10 нм состоит из тугоплавких неорганических соединений кремния, магния и железа, а железо на диоксиде кремния представляет собой классический промышленный катализатор.

Пылинки покрыты сконденсированными соединениями азота, углерода и кислорода и окружены газами: водородом, гелием, монооксидом углерода. На поверхности частиц протопланетного диска сложились прекрасные условия для синтеза аммиака, циановодорода, парафиновых углеводородов, спиртов и воды.

Когда на поверхности пылинок появляются сложные углеводороды, частицы легко слипаются между собой и образуют тела диаметром 1-10 м, которые затем объединяются в более крупные сгустки - протопланеты. В них высокое давление водорода и гелия, умеренная температура и много соединений кислорода, азота и углерода.

В этих сгустках с каталитически активной твердой фазы происходит активный синтез сложных органических соединений, в том числе РНК, остатки которых находят сейчас в кометах, метеоритах и других объектах, где не было геологической эволюции.

По мнению В.Н.Снытникова, протопланетный диск представлял собой "космический каталитический реактор", размеры которого колебались в разное время от 107 км (0,1 астрономических единиц – а.е.) до десятков диаметров Солнца (0,01 а.е.). Энергию реактору давало излучение протозвезды, а лишнее тепло забирали водород и гелий.

Результатом деятельности такого реактора стали сложные органические соединения, вода и гидриды различных элементов, а возможно и "мир РНК" - содержащие РНК вирусы и микроорганизмы. Органические вещества планет возникали вместе с планетами и вступали в борьбу за выживание в меняющихся условиях.

Очень многое зависело от расположения протопланеты. На орбите Венеры жарко, вода и органические соединения там испарялись. Низкое давление, невысокое гравитационное поле и относительно низкие температуры на орбите Марса привели к возгонке и потере органических веществ и воды в окружающее пространство.

А Земля благодаря своей массе потеряла восстановительную атмосферу из водорода и гелия, но удержала другие газы и воду. Дальнейшая ее судьба нам в общих чертах известна, Но невыясненных подробностей осталось еще очень много. В том числе, интересно узнать, сколь широка была возможная зона распространения жизни в Солнечной системе, и входил ли Марс в эту зону. Ответ на этот вопрос ученые надеются получить с помощью автоматических спутников.    
автор: Снытников В. Н.